BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar belakang Masalah
Komputerisasi
secara umum dapat didefinisikan sebagai semua aktifitas yang menggunakan
komputer dan mengembangkan komputer baik berupa perangkat keras komputer maupun
perangkat lunak komputer. Kegiatan-kegiatan komputing termasuk merancang dan
membuat hardware dan sistem software yang bertujuan untuk memproses, menyusun
dan mengatur berbagai jenis informasi, membuat komputer cerdas, membuat
dan menggunakan media komunikasi, mencari dan menemukan informasi untuk tujuan
tertentu. Banyak hal yang berhubungan dengan komputerisasi merupakan bidang
informatika
Sejalan
dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini, khususnya dalam bidang informasi semakin
berperan dalam kehidupan manusia sehari-hari. Manfaat dari penggunaan komputer dalam system kontrol
bagi manusia antara lain: performansi dari sistem dinamik lebih baik, kualitas
dan jumlah produksi semakin tinggi serta biaya produksi lebih
murah.
Teknologi
industri saat ini tidak terlepas dari peran utama teknik kendali elektronika
untuk mengendalikan motor-motor yang tergabung dalam mesin-mesin industri.
Teknologi kendali automatik ini diperlukan dalam operasi-operasi di industri untuk
mengendalikan aliran proses produksi, pengontrolan dan monitoring.Pemanfaatan
teknologi informasi dalam dunia industri bertujuan untuk meningkatkan akurasi,
mempertinggi laju produksi, mempertinggi kualitas produksi,mengurangi biaya
produksi dan meniadakan pekerjaan-pekerjaan rutin yang harus dilakukan oleh
manusia.
MMI
adalah kebutuhan standar di dunia industri manufaktur. Perangkat teknologi informasi
dan komunikasi yang membangun MMI berfungsi sebagai penghubungantara manusia
dan mesin-mesin yang menjalankan proses industri yang kompleks. MMI adalah
bagian utama dari sistem-sistem teknologi kendali proses (Process Control Technology ) di dunia industri
manufaktur.
Dengan adanya suatu komunikasi ini mampu
mendukung aktivitas terutama di bidang
teknologi informasi komputer sebagai pendukung pemrosesan dan menyebabkan
perusahan kecil maupun perusahan besar sangat membutuhkan teknologi tersebut
untuk membantu dalam pengambilan keputusan, dimana setiap pekerjaan dapat
dilakukan dengan cepat dan akurat dibanding dilakukan secara manual.
Antara lain MMI (Man-Machine
Interface) merupakan antar muka antara manusia dan mesin-mesin yang menjalankan proses industri yang kompleks. MMI
merupakan
bagian utama dari sistem-sistem teknologi kendali proses (Process Control Technology) yang menjalankan
sistem pengendalian secara otomatis
pada dunia industri manufaktur sekaligus
sebagai monitoring.
Pada
praktikum ini akan dibangun MMI Client _Server yang akan menghubungkan pengguna/manusia dengan motor servo
DC. Hal yang menjadi pusat perhatian pada rancang bangun ini adalah
pengendalian,monitoring dan akusisi data untuk sistem posisi motor servo DC.
Motor akan dikendalikan oleh
suatu perangkat microcontroller ATMEL
AVR Family dan dihubungkan ke PC utama (Server) melalui RS-232 (Port). SelanjutnyaPC utama dihubungkan dengan
beberapa PC lainnya (client) dengan
TCP/IP sehingga PC lainnya dapat memonitoring motor. Unit
microcontroller, driver, motor servo
dc, sensor posisi yang telah terpadu dalam suatu system akan sangat
membantu system dalam mengendalikan dan memonitoring.
1.2 Rumusan Masalah
Dalam
merancang MMI ini, maka yang menjadi
pusat perhatian adalah:
1.
Bagaimana merancang system Man Machine
Interface (MMI) dan membuat programnya untuk mengendalikan posisi servo motor
DC menggunakan Mikrokontroler ATMEL AVR 8535.
2. Bagaimana membuat program client untuk
mengirim data
posisi yang
dinginkan menggunakan
jaringan ke Server untuk mengendalikan Posisi Motor Servo DC sekaligus
melakukan monitoring.terhadap proses kerjanya.
1.3
Tujuan Praktikum
1.
Mampu membuat program Server sebagai ³Man-Machine Interface´ untukmengendalikan Posisi
Motor Servo DC dengan menggunakan Microkontroler ATMEL AVR Family.
2.
Mampu membuat program client untuk mengirim data posisi yang dinginkanmenggunakan jaringan ke
Server untuk mengendalikan Posisi Motor Servo DC.
1.4
Manfaat Praktikum
Manfaat dari praktikum ini yaitu:
1. Bagi pengguna
a. Memudahkan
pengguna untuk mengontrol Pergerakan motor servo walapun berada jauh dari area
peralatan yang akan dikontrol.
b.
Meningkatkan efisiensi waktu aktivitas
pengguna
2. Bagi IPTEK, Sebagai bahan masukan disiplin ilmu computer
yang
diterapkan dalam aplikasi pengontrolan.
1.5 Kerangka Teori
Teori-teori
yang digunakan oleh penulis dalam pengembangan aplikasinya adalah teori-teori
yang berhubungan dengan pengembangan aplikasi sistem
pengontrolan MMI berbasis
mikrokontroler dengan pengendali dan monitoring menggunakan PC.
Model prototyping merupakan suatu teknik
pengembangan perangkat lunak yang pada awalnya pengguna hanya memberikan tujuan
umum dari perangkat lunak tersebut tanpa rincian yang jelas tentang fungsi dan
fitur dari perangkat lunak tersebut.
Gambar 1.1 Model Prototyping (Pressman,
2010).
Berdasarkan Gambar 1.1, Pressman (2010),
penulis akan melakukan langkah-langkah dari model prototyping seperti berikut:
1. Communication
Pada tahap ini, pengembang aplikasi dan
pengguna bertemu untuk menentukan tujuan umum, kebutuhan yang diketahui dan
gambaran bagian-bagian yang akan dibutuhkan berikutnya.
2.
Quick
Plan
Pada tahap ini, dilakukan perencanaan
dengan cepat, dimana hal ini akan mewakili semua aspek perangkat lunak yang
diketahui, yang akan menjadi dasar pembuatan sistem.
3.
Modeling
Quick Design
Pada tahap ini, pengembang merancang prototype sistem berdasarkan hasil yang
didapatkan pada tahap quick plan.
4.
Construction
of Prototype
Pada tahap ini, hasil perancangan yang didapat
pada tahap sebelumnya akan dibuat menjadi prototype.
5.
Deployment
Delivery and Feedback
Pada tahap ini, prototype dievaluasi pengguna. Pengguna kemudian dapat memberikan
masukan kepada pengembang untuk lebih meningkatkan kualitas prototype tersebut. Dengan adanya
masukan dari pengguna, pengembang akan lebih mengerti kebutuhan pengguna dan
apa yang harus dilakukan pada pengembangan selanjutnya.
Secara ideal prototype berfungsi sebagai mekanisme untuk mengidentifikasi
kebutuhan perangkat lunak. Jika sebuah prototype
akan dibuat, kita dapat menggunakan bagian-bagian program yang sudah ada atau
menggunakan alat-alat yang memungkinkan agar program dapat dibuat dengan cepat. Prototype
dapat digunakan sebagai “sistem awal”. Walaupun beberapa prototype dibuat dan menjadi “buangan”, prototype tersebut dapat berubah secara perlahan menjadi sistem
yang sebenarnya.
1.6
Kerangka Konseptual
Kerangka
konseptual yang dibuat oleh penulis berisi kerangka pikiran yang menjelaskan
tentang proses pengembangan prototype
aplikasi sistem pengontrolan MMI
motor DC Servo.
1.6.1 Kerangka
Konseptual Penelitian
Kerangka kenseptual
yang dibuat oleh penulis dalam penelitian ini berdasarkan model prototyping sebagai berikut:
Gambar
1.2 Kerangka Konseptual Penelitian
Kerangka
konseptual dari penulis pada Gambar 1.2 memiliki 4 tahapan yang harus diikuti
sehingga tercipta aplikasi sistem pengontrolan listrik
jarak jauh menggunakan media ponsel berbasis mikrokontroler, yaitu:
1. Tahap komunikasi dan pengumpulan data
dimana pada tahap ini penulis mengumpulkan data dari Internet, Perpustakaan,
dan konsultasi dengan dosen pembimbing.
2. Analisa dan Perancangan cepat. Pada tahap
ini dilakukan analisa terhadap data yang telah dikumpulkan dalam proses
komunikasi dan pengumpulan data agar dapat sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
3. Pembuatan prototype pada tahap ini sudah dimulai dengan penulisan kode ke
dalam bahasa pemrograman dengan menggunakan bahasa pemrograman Assembly.
4. Di Desain Aplikasi yang bisa di kendalikan
dan di monitoring melalui PC
5. Pada tahap testing ini, dilakukan uji terhadap aplikasi yang telah dibuat dengan
menggunakan metode black box, yaitu
pengujian dari hasil yang diberikan oleh aplikasi.
Setelah mengikuti tahapan kerangka konseptual penulisan maka aplikasi sudah berbentuk prototype.
1.6.2 Kerangka Konseptual Aplikasi
Aplikasi
pengontrolan yang dikembangkan dalam penulisan ini adalah pengontrolan Pergerakan
Motor Servo, dimana pengontrolan menggunakan media RS-232 dan TCP/IP sebagai
media komunikasi saat pengguna mengendalikan maupun memonitorng pergerakan
motor DC servo.
Gambar
1.3. Diagram alir system Pengontrolan Motor Servo DC
oleh Multi User.
1.7
Cakupan dan Pembatasan Masalah
Berikut ini merupakan Cakupan dan Pembatasan masalah yang terdapat pada sistem
pengontrolan pergerakan Motor DC Servo menggunakan media PC berbasis mikrokontroler.
1.7.1 Cakupan
Adapun cakupan pada penulisan ini yaitu:
- Dapat dikontrol pada jarak yang jauh .
- Dapat mengontrol kecepatan dan arah pergerakan motor
- Pengontrolan menggunakan mikrokontroler ATMEL AVR Family dengan bahasa C sebagai bahasa pemrograman.
1.7.2 Pembatasan Masalah
Untuk lebih fokusnya pelaksanaan
penelitian ini, maka permasalahan yang hendak diteliti hanya dibatasi pada
sistem pengendali dan monitoring pergerakan motor Servo.
1.8 Daftar Istilah
Mikrokontroler = Perangkat komputer yang didesain sebagai peralatan kontrol
dengan pengendali berbasis program.
Input = Data eksternal yang diterima oleh mikrokontroler.
Output =
Data internal yang dikeluarkan oleh
mikrokontroler.
User = Pengguna, Didalam hal ini pengguna
yang dimaksud adalah individu yang menggunakan aplikasi sistem pengontrolan motor servo berbasis
mikrokontroler.
BAB
II
TINJAUAN
LITERATUR
Pada bab ini terdapat literatur - literatur yang
digunakan penulis yang berkaitan dengan penelitian yang dikerjakan.
2.1 Sistem Informasi
Sistem Informasi (SI)
Dapat didefinisikan sebagai kumpulan elemen yang saling berhubungan atau satu
sama lain yang membentuk satu kesatuan untuk mengintegrasi data, memproses dan
menyimpan serta mendistribusikan informasi. Dengan kata lain SI merupakan
kesatuan elemen-elemen yang saling berinteraksi secara sistimatis dan teratur
untuk menciptakan dan membentuk aliran informasi yang akan mendukung pembuatan
keputusan dan melekukan control terhadap jalannya informasi (Oetomo, 2006).
Sistem informasi yang dimaksudkan pada
penelitian ini adalah berupa pemberitahuan atau pengumuman melalui informasi
suara jarak jauh yang dilengkapi dengan alat pengontrol yang sudah terprogram.
2.2 Mikrokontroler
2.2.1 Dunia Mikroprosesor
Peranan elektronika disegala bidang menjadi semakin besar
di abad ke dua satu
ini. Bermula dari
penerapan rangkaian elektronika analog, kemudian digital dan kini hampir semua
peralatan menggunakan sistem mikroposesor misalnya perangkat yang dekat dengan
kita, seperti handphone, televisi, radiocassete, mesin cuci sampai ke
instrumen ruang angkasa. Banyak jenis mikroprosesor telah dibuat dengan kemampuan dan fungsi yang berbeda,
tetapi secara prinsip cara kerjanya sama. Perangkat keras dibuat menjadi semakin canggih, jutaan
transistor dijejalkan didalamnya, miniaturisasi dimensi semakin ditinggalkan
dengan kemampuan mengelola program yang lebih kompleks sehingga memungkinkan
untuk aplikasi di segala bidang. Kemampuannya untuk diprogram dan diprogram ulang dalam
suatu kelebihan di dalam sistem mikroposesor. Contohnya dalam suatu sistem pengendali lampu lalu lintas
dengan rangkaian diskrit perlu menambahkan atau merubah rangkaian bila
diperlukan perubahan sistem, tetapi dengan sistem mikroprosesor, bisa dilakukan
dengan hanya berubah program.
2.2.2 Mikrokontroller
ATMEL AVR 8535.
Teknologi yang
digunakan pada mikrokontroler AVR berbeda dengan mikrokontroler seri MCS-51.
AVR berteknologi RISC (Reduced
Instruction Set Computer), sedangkan seri MCS-51 berteknologi CISC
(Complex Instruction Set
Computer). Mikrokontroler AVR dapat dikelompokkan menjadi empat
kelas, yaitu keluarga ATtiny, keluarga AT90Sxx, keluarga ATMega, dan keluarga
AT89RFxx. Pada dasarnya yang membedakan masing-masing kelas adalah memori,
kelengkapan periperal dan fungsi-fungsi tambahan yang dimiliki.
Arsitektur
mikrokontroler AVR dibidani oleh dua orang mahasiswa Institut Teknologi
Norwegia (NTH), Alf-Egil Bogen dan Vegard Wollan. Ketika teknologi tersebut
dijual kepada Atmel, arsitektur internal dari AVR terus dikembangkan oleh Bogen
dan Wollan di Atmel Norwegia. Kedua desainer mengembangkan kompiler agar set
instruksi yang dihasilkan lebih efisien dan kompatibel dengan bahasa
pemrograman tingkat tinggi seperti C/C++, saat itu program untuk mikrokontroler
umumnya ditulis dengan bahasa assembly.
Walaupun Atmel menyatakan bahwa AVR
bukanlah sebuah singkatan atau akronim, dan baik Bogen maupun Wollan tidak
memberikan jawaban secara definitif ketika ditanya mengenai arti kata “AVR”,
publik secara umum menganggap AVR adalah singkatan dari Alf (Egil Bogen) and Vegard (Wollan)
Prosesor RISC.
Secara
arsitektur, AVR menganut arsitektur Harvard yang dimodifikasi dimana program
dan data disimpan secara terpisah, tetapi program memiliki kemampuan untuk
membaca data menggunakan instruksi spesial.
Adapun
Fitur –fitur yang tersedia pada ATMEL AVR 8535 adalah sebagai berikut :
·
High-performance, Low-power AVR® 8-bit Microcontroller
·
Advanced RISC Architecture
– 130 Powerful Instructions – Most Single Clock Cycle Execution
– 32 x 8 General Purpose Working Registers
– Fully Static Operation
– Up to 16 MIPS Throughput at 16 MHz
– On-chip 2-cycle Multiplier
·
Nonvolatile Program and Data Memories
– 8K Bytes of In-System Self-Programmable Flash
Endurance: 10,000 Write/Erase Cycles
– Optional Boot Code Section with Independent Lock
Bits
In-System Programming by On-chip Boot Program
True Read-While-Write Operation
– 512 Bytes EEPROM
Endurance: 100,000 Write/Erase Cycles
– 512 Bytes Internal SRAM
– Programming Lock for Software Security
·
Peripheral Features
– Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescalers
and Compare Modes
– One 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare Mode, and
Capture Mode
– Real Time Counter with Separate Oscillator
– Four PWM Channels
– 8-channel, 10-bit ADC
8 Single-ended Channels
7 Differential Channels for TQFP Package Only
2 Differential Channels with Programmable Gain at
1x, 10x, or 200x for
TQFP Package Only
– Byte-oriented Two-wire Serial Interface
– Programmable Serial USART
– Master/Slave SPI Serial Interface
– Programmable Watchdog Timer with Separate On-chip
Oscillator
– On-chip Analog Comparator
·
Special Microcontroller Features
– Power-on Reset and Programmable Brown-out
Detection
– Internal Calibrated RC Oscillator
– External and Internal Interrupt Sources
– Six Sleep Modes: Idle, ADC Noise Reduction,
Power-save, Power-down, Standby and Extended Standby
·
I/O and Packages
– 32 Programmable I/O Lines
– 40-pin PDIP, 44-lead TQFP, 44-lead PLCC, and
44-pad QFN/MLF
• Operating Voltages
– 2.7 - 5.5V for ATmega8535L
– 4.5 - 5.5V for ATmega8535
• Speed Grades
– 0 - 8 MHz for ATmega8535L
– 0 - 16 MHz
for ATmega8535
Adapun
konvigurasi pin yang ada pada ATMega 8535 dapat dilihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Konfigurasi Pin
ATMega8535
2.2.2.1.
Peta Memori ATMega8535
ATMega8535
memiliki dua jenis memori yaitu Data Memory dan Program Memory ditambah satu
fitur tambahan yaitu EEPROM Memory untuk penyimpan data.
2.2.2.2.
Program Memory
ATMega8535
memiliki On-Chip In-System Reprogrammable Flash Memory untuk menyimpan program.
Untuk alasan keamanan, program memory dibagi menjadi dua bagian yaitu Boot
Flash Section dan Application Flash Section. Boot Flash Section digunakan untuk
menyimpan program Boot Loader, yaitu program yang harus dijalankan pada saat
AVR reset atau pertamakali diaktifkan. Application Flash Section digunakan
untuk menyimpan program aplikasi yang dibuat user. AVR tidak dapat menjalankan
program aplikasi ini sebelum menjalankan program Boot Loader. Besarnya memori
Boot Flash Section dapat diprogram dari 128 word sampai 1024 word tergantung
setting pada konfigurasi bit di register BOOTSZ. Jika Boot Loader diproteksi,
maka program pada Application Flash Section juga sudah aman.
Gambar 2.2 Peta Program
Memory
2.2.2.3.Data
Memory
Gambar
berikut menunjukkan peta memori SRAM pada ATMega8535. Terdapat 608 lokasi
address data memori. 96 lokasi address digunakan untuk Register File dan I/O
Memory sementara 512 lokasi address lainnya digunakan untuk internal data SRAM.
Register File terdiri dari 32 general purpose working register, I/O register
terdiri dari 64 register.
Gambar 2.3 Peta Data Memory
2.2.2.4.
EEPROM Data Memory
ATMega8535
memiliki EEPROM sebesar 512 byte untuk menyimpan data. Lokasinya terpisah
dengan system address register, data register dan kontrol register yang dibuat
khusus untuk EEPROM.
2.2.2.5. Status Register (SREG)
Status
Register adalah register yang memberikan informasi yang dihasilkan dari
eksekusi instuksi aritmatika.Informasi ini berguna untuk mencari alternatif
alur program sesuai dengan kondisi yang dihadapi.
Bit 7 – I : Global Interrupt Enable Jika bit Global
Interrupt Enable diset, maka fasilitas interupsi dapat dijalankan. Bit ini akan
clear ketika ada interruptyang dipicu dari hardware, setelah program interrupt
dieksekusi, maka bit ini harus di set kembali dengan instruksi SEI.
Bit 6 – T : Bit
Copy Storage Instruksi bit copy BLD dan BST menggunakan bit T sebagai sumber
atau tujuan dalam operasi bit.
Bit
5 – H : Half Carry Flag
Bit 4 – S : Sign
Bit Bit S merupakan hasil exlusive or dari Negative Flag N dan Two’s Complement
Overflow Flag V.
Bit 3 –V :Two’s Complement Overflow Flag
Digunakan dalam operasi aritmatika
Bit 2 – N : Negative
Flag Jika operasi aritmatika menghasilkan bilangan negatif, maka bit ini akan
set.
Bit 1 – Z : Zero
Flag Jika operasi aritmatika menghaslkan bilangan nol, maka bit ini akan set.
2.2.2.6.Register I/O
Setiap
port ATMega8535 terdiri dari 3 register I/O yaitu DDRx, Portx dan PINx.
A.
DDRx
(Data Direction Register)
Register
DDRx digunakan untuk memilih arah pin. Jika DDRx = 1 maka Pxn sebagai pin
output Jika DDRx = 0, maka Pxn sebagai input.
B.
Portx
(Port Data Register)
Register
Portx digunakan untuk 2 keperluan yaitu untuk jalur output atau untuk
mengaktifkan resistor pullup.
1.
Portx berfungsi sebagai output jika DDRx = 1 maka :
Portxn
= 1 maka pin Pxn akan berlogika high.
Portxn
= 0 maka pin Pxn akan berlogika low.
2.
Portx berfungsi untuk mengaktifkan resistor pullup jika DDRx = 0 maka :
Portxn
= 1 maka pin Pxn sebagai pin input dengan resistor pull up.
Portxn = 0 maka pin Pxn sebagai output tanpa
resistor pull up.
Tabel 2.1 Konfigurasi Port
DDRxn
|
Portxn
|
I/O
|
Pull
up
|
Comment
|
0
|
0
|
Input
|
No
|
Tri state (Hi-Z)
|
0
|
1
|
Input
|
Yes
|
Pull up aktif
|
1
|
0
|
Output
|
No
|
Output Low
|
1
|
1
|
Output
|
No
|
Output High
|
Catatan
:
x
menunjukkan nama port (A,B,C,D), n
menunjukkan nomor bit (0,1,2,3,4,5,6,7)
Nilai
awal (initial value) seluruh register I/O adalah 00h.
1.1.1. Prescaler
Timer
pada dasarnya hanya menghitung pulsa clock. Frekuensi pulsa clock yang dihitung
tersebut bisa sama dengan frekuensi crystal yang dipasang atau dapat
diperlambat menggunakan prescaler dengan faktor 8, 64, 256 atau 1024. Berikut
penjelasannya :
Sebuah
AVR menggunakan crystal dengan frekuensi 8 MHz dan timer yang digunakan adalah
timer 16 bit, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan adalah :
TMAX = 1/fCLK x (FFFFh+1)
= 0.125uS x 65536
= 0.008192 S
Untuk
menghasilkan waktu timer yang lebih lama dapat digunakan prescaler, misalnya
1024, maka maksimum waktu timer yang bisa dihasilkan adalah :
TMAX = 1/fCLK x (FFFFh+1) x N
= 0.125uS x 65536 x 1024
= 8.388608 S
Ketika
presacaler digunakan, waktu timer dapat diperpanjang namun tingkat
ketelitiannyamenjadi turun. Misalnya dengan prescaler 1024 nilai timer akan
bertambah 1 setiap kelipatan1024 pulsa dan membutuhkan waktu 1/fCLK x 1024 =
0.125uS x 1024 = 128 uS bandingkantingkat resolusi ini jika tanpa precsaler
(0.125uS).
1.1.1.2. Timer 16 Bit Normal Mode
Pada
mode normal, TCNT1 akan menghitung naik dan membangkitkan interrupt Timer/Counter
1 ketika nilainya berubah dari 0xFFFF ke 0x0000. Seringkali kita menganggap
untuk menggunakan timer cukup dengan memasukkan nilai yang diinginkan ke TCNT1
dan menunggu sampai terjadi interrupt. Ini menjadi benar pada timer yang
menghitung mundur, tetapi untuk timer yang menghitung maju, maka anda harus
memasukkan nilai 65536-(timer value) ke dalam TCNT1.
Gambar 2.4 Blok Diagram
Timer 16 Bit
1.1.1.3. Register Timer 16 Bit
1.1.1.3.1.
TCNT1
Timer/Counter1
Register digunakan untuk menyimpan nilai timer yang diinginkan. TCNT1 dibagi
menjadi 2 register 8 bit yaitu TCNT1H dan TCNT1L.
1.1.1.3.2. TIMSK
& TIFR
Timer
Interrupt Mask Register (TIMSK) dan Timer Interrupt Flag (TIFR) Register
digunakan untuk mengendalikan interrupt mana yang diaktifkan dengan cara
melakukan setting pada TIMSK dan untuk mengetahui interrupt mana yang sedang
terjadi.
Bit
Symbol Fuction
7
OCIE2 Timer/Counter2 Output Compare Match Interrupt Enable.
6
TOIE2 Timer/Counter2 Overflow Interrupt Enable.
5
TICIE1 Timer1 Input Capture Interrupt Enable
4
OCIE1A Timer/Counter1A Output Compare Match Interrupt Enable.
3
OCIE1B Timer/Counter1B Output Compare Match Interrupt Enable.
2
TOIE1 Timer/Counter1 Overflow Interrupt Enable.
4
OCIE0 Timer/Counter0 Output Compare Match Interrupt Enable.
0 TOIE0 Timer/Counter0 Overflow
Interrupt Enable.
2.3
Driver
Driver adalah pengubah energi listrik menjadi energi
nonlistrik atau dari digital menjadi analog sehingga proses pengendalian dapat
dilakukan baik secara otomatis maupun manual.
2.4
Pemograman AVR
Ada 2 cara untuk memprogram mikrokontroller ini, menggunakan
software AVR assembler yang berbasis pada bahasa assembly, dan menggunakan
software CV AVR (Code Vision AVR) yang berbasis pada bahasa C.
2.5
TCP/IP
Dalam
konsep komunikasi data suatu jaringan komputer, ada mekanisme pengiriman data
dari komputer sumber ke komputer tujuan dimana proses pengiriman paket data
tersebut sampai dengan benar ke komputer yang dituju. Tentunya dalam proses
pengiriman yang terjadi tidak semudah yang dipikirkan. Alasan pertama, komputer
tujuan berada jauh dari komputer sumber sehingga paket data yang dikirimkan
bisa saja hilang atau rusak di tengah jalan. Alasan lainnya, mungkin komputer
tujuan sedang menunggu/mengirimkan paket data dari/ke komputer yang lain.
Tentunya paket data yang akan dikirimkan diharapkan sampai dengan tepat tanpa
terjadi kerusakan. Untuk mengatur mekanisme komunikasi data tersebut dibutuhkan
pengaturan proses pengiriman data yang dikenal sebagai protocol. Protokol di
sini adalah sebuah perangkat lunak yang melekat pada setiap sistem operasi tertentu.
TCP/IP (“Transmission Control Protocol”) adalah sekumpulan protokol yang
didesain untuk melakukan fungsi-fungsi komunikasi data pada jaringan komputer.
TCP/IP terdiri atas sekumpulan protokol yang masing-masing bertanggung jawab
atas bagian-bagian tertentu dari komunikasi data. Kesimpulannya, TCP/IP inilah
yang memungkinkan kumpulan komputer untuk berkomunikasi dan bertukar data
didalam suatu jaringan. TCP/IP dapat diterapkan dengan mudah di setiap jenis
komputer dan inteface jaringan, karena sebagian besar isi kumpulan protokol ini
tidak spesifik terhadap satu komputer atau peralatan jaringan tertentu.
Sekumpulan protokol TCP/IP ini dimodelkan dengan empat layer TCP/IP.
Berikut ini adalah layanan
"tradisional" yang dilakukan TCP/IP:
a)
Pengiriman
file (file transfer). File Transfer Protokol (FTP) memungkinkan pengguna
komputer yang satu untuk dapat mengirim
ataupun menerima file ke komputer jaringan. Karena masalah keamanan data, maka FTP seringkali memerlukan
nama pengguna (user name) dan password,
meskipun banyak juga FTP yang dapat diakses melalui anonymous, alias tidak berpassword.
b)
Remote
login. Network terminal Protokol
(telnet) memungkinkan pengguna komputer dapat melakukan log in ke dalam suatu
komputer didalam suatu jaringan. Jadi hal ini berarti bahwa pengguna
menggunakan komputernya sebagai perpanjangan tangan dari komputer jaringan
tersebut.
c)
Computer
mail. Digunakan untuk menerapkan sistem elektronik mail.
d)
Network
File System (NFS). Pelayanan akses file-file jarak jauh yang memungkinkan
klien-klien untuk mengakses file-file
pada komputer jaringan jarak jauh walaupun file tersebut disimpan secara lokal.
e)
Remote
execution. Memungkinkan pengguna komputer untuk menjalankan suatu program di
dalam komputer yang berbeda. Biasanya
berguna jika pengguna menggunakan komputer yang terbatas, sedangkan ia
memerlukan sumber yang banyak dalam suatu system komputer.
Ada beberapa
jenis remote execution, ada yang berupa perintah-perintah dasar saja, yaitu yang dapat dijalankan dalam system
komputer yang sama dan ada pula yang menggunakan "prosedure remote call
system", yang memungkinkan program untuk memanggil subroutine yang akan
dijalankan di system komputer yang
berbeda. (sebagai contoh dalam Berkeley UNIX ada perintah
"rsh" dan "rexec")
f)
Name
servers. Nama database alamat yang digunakan pada internet.
Dikarenakan TCP/IP adalah serangkaian
protokol di mana setiap protokol melakukan sebagian dari keseluruhan tugas
komunikasi jaringan, maka tentulah implementasinya tak lepas dari arsitektur
jaringan itu sendiri. Arsitektur rangkaian protokol TCP/IP mendefinisikan
berbagai cara agar TCP/IP dapat saling menyesuaikan. Karena TCP/IP merupakan
salah satu lapisan protokol OSI* (Open System Inter-connections), berarti bahwa
hierarki TCP/IP merujuk kepada 7 lapisan OSI tersebut.
Berikut adalah model
referensi OSI 7 lapisan, yang mana setiap lapisan menyediakan tipe khusus
pelayanan jaringan :
Peer process
|
Application layer | <-----------------> |
Application layer |
|
Presentation layer | <-----------------> |
Presentation layer |
| Session layer |
<-----------------> | Session layer |
| Transport layer | <-----------------> |
Transport layer |
|
Network layer | <-----------------> |
Network layer |
| Data link layer | <-----------------> |
Data link layer |
| Physical layer | <-----------------> |
Physical layer |
Tiga lapisan teratas biasa dikenal sebagai
"upper lever protocol" sedangkan empat lapisan terbawah dikenal
sebagai "lower level protocol". Tiap lapisan berdiri sendiri tetapi
fungsi dari masing-masing lapisan bergantung dari keberhasilan operasi layer
sebelumnya. Sebuah lapisan di pengirim hanya perlu berhubungan dengan lapisan
yang sama di penerima (jadi misalnya lapisan
data link penerima hanya berhubungan dengan data link pengirim) selain
dengan satu layer di atas atau dibawahnya (misalnya lapisan network berhubungan
dengan lapisan transport diatasnya atau dengan lapisan data link dibawahnya).
Model dengan menggunakan
lapisan ini merupakan sebuah konsep yang penting karena suatu fungsi yang rumit
yang berkaitan dengan komunikasi dapat
dipecahkan menjadi sejumlah unit yang lebih kecil. Tiap lapisan bertugas
memberikan layanan tertentu pada lapisan diatasnya dan juga melindungi lapisan
diatasnya dan juga melindungi lapisan diatasnya dari rincian cara pemberian layanan
tersebut. Tiap lapisan harus transparan sehingga atasnya tidak akan menyebabkan
perubahan pada lapisan yang lain. Lapisan menjalankan perannya dalam pengalihan
data dengan meng ikuti peraturan yang berlaku untuknya dan hanya berkomunikasi
dengan lapisan yang setingkat. Akibatnya sebuah lapisan pada satu sistem
tertentu hanya akan berhubungan dengan lapisan yang sama dari sistem yang lain.
Proses ini dikenal sebagai "Peer process". Dalam keadaan sebenarnya
tidak ada data yang langsung dialihkan antar lapisan yang sama dari dua sistem
yang berbeda ini. Lapisan atas akan
memberikan data dan kendali ke lapisan dibawahnya sampai lapisan yang
terendah dicapai. Antara dua lapisan yang berdekatan terdapat
"interface" (antarmuka). Interface ini mendifinisikan operasi dan
layanan yang diberikan olehnya ke lapisan lebih atas. Tiap lapisan harus
melaksanakan sekumpulan fungsi khusus yang dipahami dengan sempurna. Himpunan
lapisan dan protokol dikenal sebagai "arsitektur jaringan".
Pengendalian komunikasi dalam bentuk lapisan menambah overhead karena tiap lapisan
berkomunikasi dengan lawannya melalui "header".
Walaupun rumit tetapi
fungsi tiap lapisan dapat dibuat dalam
bentuk modul sehingga kerumitan dapat ditanggulangi dengan mudah. Disini kita
tidak akan membahas model OSI secara mendalam secara keseluruhannya, karena protokol TCP/IP tidak mengikuti benar
model referensi OSI tersebut. Walaupun
demikian, TCP/IP model akan terlihat seperti ini :
============================================
|Application layer | |
|Presentation layer | Application layer |
|Session layer | |
|====================== |==================== |
|Transport layer | Transport layer/ |
| | Host to host |
|===========================================
|Network
layer | Network layer/ |
| |
internet layer |
|======================|==================== |
|Data Link layer |
Network access |
|Physical layer | |
|====================== |==================== |
Model OSI model internet
2.6
Serial RS-232
RS-232 adalah
standar komunikasi serial yang didefinisikan sebagai antarmuka
antara perangkat terminal dan perangkat komunikasi data
menggunakan pertukaran data biner
secara serial. Di dalam definisi tersebut, DTE adalah perangkat komputer dan
DCE sebagai modem
walaupun pada kenyataannya tidak semua produk antarmuka adalah DCE yang
sesungguhnya. Komunikasi RS-232 diperkenalkan pada 1962 dan
pada tahun 1997, Electronic
Industries Association mempublikasikan tiga modifikasi pada standar RS-232
dan menamainya menjadi EIA-232.
Standar RS-232
mendefinisikan kecepatan 256 kbps atau lebih rendah dengan jarak kurang
dari 15 meter, namun belakangan ini sering ditemukan jalur kecepatan tinggi
pada komputer pribadi dan dengan kabel
berkualitas tinggi, jarak maksimum juga ditingkatkan secara signifikan. Dengan
susunan pin khusus yang disebut null modem cable, standar RS-232 dapat
juga digunakan untuk komunikasi data antara dua komputer secara langsung.
BAB III
METODE
PENELITIAN
3.1 Design
Penelitian
Metodologi penelitian menggambarkan tentang cara pengumpulan data yang
diperlukan untuk menjawab permasalahan yang ada (Subagyo, 2004). Untuk
mengembangkan sistem rekomendasi ini, memerlukan metodologi yang dapat
digunakan sebagai pegangan untuk kegiatan selama proses pengembangan.
Penulisan
ini menggunakan metode penelitian rekayasa perangkat lunak karena metode ini
sangat membantu dalam membangun maupun mengembangkan aplikasi. Metode rekayasa
perangkat lunak merupakan metode yang dapat digunakan untuk menganalisa objek
penelitian, spesifikasi, implementasi, dan validasi untuk menghasilkan suatu
perangkat lunak yang digunakan untuk menyelesaikan masalah pada berbagai bidang
(Nugroho, 2010).
Secara
umum tahap-tahap yang ada dalam rekayasa perangkat lunak yang harus dilakukan
adalah:
1. Penentuan dan Analisis Spesifikasi
Jasa, kendala dan tujuan dihasilkan dari
konsultasi pengguna kepada sistem kemudian sistem dibuat dalam bentuk yang
dapat dimengerti oleh pengguna. Pengguna di dalam hal ini adalah pihak yang akan
menggunakan aplikasi.
2. Desain Sistem dan Perangkat Lunak
Proses desain sistem yaitu membagi kebutuhan yang
ada menjadi sistem perangkat lunak atau perangkat keras. Proses tersebut
menghasilkan sebuah arsitektur sistem secara keseluruhan. Desain perangkat
lunak dapat menghasilkan sebuah fungsi sistem perangkat lunak dalam bentuk yang
ditransformasikan ke dalam satu atau lebih program yang dapat dijalankan.
3. Implementasi dan Uji Coba Unit
Uji coba dilakukan untuk mengetahui bahwa setiap
unit yang dicoba sesuai dengan spesifikasinya.
4. Integrasi dan Uji Coba Sistem
Unit program diintegrasikan dan diuji menjadi
sistem yang lengkap untuk meyakinkan bahwa persyaratan perangkat lunak telah
terpenuhi. Setelah itu uji coba sistem disampaikan ke pengguna.
5. Operasi dan Pemeliharaan
Pemeliharaan
diikuti oleh proses perbaikan terhadap kesalahan yang di dapati pada langkah
sebelumnya dan implementasi unit sistem serta peningkatan jasa sistem sebagai
kebutuhan baru ditemukan.
3.2 Design
Perangkat Keras
Desain perangkat keras
terdiri dari dua bagian yaitu Wiring Diagram Mikrokontroler dan
Rangkaian Pengendali Kecepatan Motor seperti pada gambar berikut:
3.2 Teknik Pengumpulan Data
1.
Sumber data, objek
penelitian, tempat dan waktu
Sumber data : Internet
Objek penelitian : Motor Servo
Tempat : Laboratorium
Fakultas Teknik UNHAS
Waktu :
1. Tahapan
PERSIAPAN (pekan 1 – 2)
2. Tahapan
PENYUSUNAN PROPOSAL (pekan 3)
3. Tahapan
PRESENTASI PROPOSAL (pekan 4-5)
4. Tahapan
PELAKSANAAN (pekan 5 – 12)
5. Tahapan DEMO
dan PRESENTASI (pekan 13 – 15)
6. Tahapan
PENYUSUNAN LAPORAN (pekan 16)
Rencana
waktu praktikum ini dapat dilihat pada
tabel berikut:
No
|
Kegiatan
|
BULAN (2012)
|
|||||||||||||
SEPTEMBER
|
OKTOBER
|
NOFEMBER
|
DES
|
||||||||||||
I
|
II
|
III
|
IV
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
I
|
II
|
III
|
IV
|
I
|
II
|
||
1
|
Tahapan Persiapan
|
||||||||||||||
2
|
Tahapan Penyusunan
Proposal
|
||||||||||||||
3
|
Tahapan Presentasi
Proposal
|
||||||||||||||
4
|
Tahapan Pelaksanaan
|
||||||||||||||
5
|
Tahapan Demo dan
Presentasi
|
||||||||||||||
6
|
Tahapan Penyusunan
Laporan
|
||||||||||||||
2. Metode
Wawancara / Interview
Metode
wawancara yang digunakan adalah dengan mengumpulkan data-data dengan cara tatap
muka secara langsung dengan narasumber.
3. Study
Pustaka (Literatur)
Studi
pustaka adalah metode pencarian data dari buku, browsing internet atau
literatur-literatur lain yang berkaitan dengan teori dasar dari sistem yang
sedang dibuat, dan dokumen yang berkaitan dengan data yang diperlukan untuk
penelitian maupun perancangan sistem.
BAB IV
GAMBARAN UMUM SYSTEM
Di dalam bab ini akan dibahas mengenai gambaran umum penyelesaian
permasalah yang ada, yaitu bagaimana merancang aplikasi pengendali dan
monitoring motor servo berbasis
mikrokontroler.
a.
Analisis
Aplikasi
Input Sudut
Putar
|
User Clien
|
Kirim data Ke
server
|
Mikrokontrler
|
Analog Digital komverter
|
M.SERVO
|
Ukur Kecepatan
|
Gambar 3.4.
Use Case Diagram sistem pengontrolan motor servo
Pada Gambar
4.1 dapat dilihat bahwa aktor yang terlibat dalam sistem pengontrolan terdiri
dari empat, yaitu : Sensor, mikrokontroler AT89C51, dan Driver Motor.
- Sensor
User
merupakan aktor yang akan mengirimkan sinyal ke mikrokontroler. Ada 2 use case
yang dilakukan oleh aktor ini :
a.
Input kode akses, user akan memasukkan kode akses
b.
Memonitoring posisi motor
servo.
- Mikrokontroler
Mikrokontroler merupakan aktor yang akan mengolah data dan mengirimkan
sinyal ke Driver Relay. Ada 2 use case yang dilakukan oleh aktor ini :
a.
Mengolah data biner
b.
Mengirimkan sinyal ke Driver Relay
- Driver Motor
Driver Motor merupakan aktor yang berperan untuk mengontrol peralatan
listrik. Ada 1 use case yang dilakukan oleh aktor ini :
a.
Mengontrol pergerakan motor servo
4.2 Perancangan Aplikasi
Di dalam bagian ini akan digambarkan rancangan
dari aplikasi yang akan dibuat dengan diagram-diagram yang mendukung.
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim, 2007, Pemrograman Assembler,
[http://www.total.or.id], (29 Januari 2009 11.39 PM).
Anonim, 2008, Sensor dan Tranducer, [http://www.elearningjogja.org], (29 Januari 2009 11.55 PM).
Febrian, Jack, 2006, Pengantar Informatika, cetakan pertama, Informatika, Bandung.
Datasheet ATmega 8535, Atmel
Coproration, 2006.
Mulyanta, Edi, 2005, Kupas Tuntas Telepon Selular Anda, ANDI,
Yogyakarta.
Oetomo, Budi Sutedjo Dharma,
2006, Perencanaan dan Pembangunan Sistem
Informasi, ANDI, Yogyakarta.
Rusmandi, Dedi, 2007a, Aneka Hobi Elektronika, Cetakan Kedua,
Pionir Jaya, Bandung.
Syahroni, Wawan, 2006, Mendeteksi dan Memperbaiki Telepon Selular
Sendiri, Datakom Lintas Buana, Jakarta.
Setiawan, Rachmad, 2006, Mikrokontroler MCS-51, Cetakan Pertama,
Graha Ilmu, Yogyakarta.
Stiawan, Deris, 2005, Sistem Keamanan Komputer, Alex
Media Komputindo, Jakarta.
Sujadi, MT, 2005, Teori dan Aplikasi Mikrokontroler,
Cetakan Petama, Graha Ilmu, Yogyakarta.
Talib, Haer, 2005, Panduan Praktis Belajar Komputer, Alex
Media Komputindo, Jakarta.
Pressman, R. S. (2010). Software Engineering:
A Practitioner's Approach, Seventh Edition. New York: McGraw-Hill.
